1、第第5章章 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)本章主要內(nèi)容：本章主要內(nèi)容：網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)概述網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)概述網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備5. 1 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)概述網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)概述網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的功能：網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的功能： 基本功能：尋址、路由選擇等基本功能：尋址、路由選擇等 擴(kuò)展功能：協(xié)議轉(zhuǎn)換、差錯(cuò)控制等擴(kuò)展功能：協(xié)議轉(zhuǎn)換、差錯(cuò)控制等網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的形式：網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的形式： LANLAN; LANWAN; WANWAN; LANWANLAN.網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的層次：網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的層次： 物理層：使用中繼器或集線器；物理層：使用中繼器或集線器； 數(shù)據(jù)鏈路層：使用網(wǎng)橋或交換機(jī)；數(shù)據(jù)鏈路層：使用網(wǎng)橋或交換機(jī)； 網(wǎng)絡(luò)層：使用路由器或第三層交換機(jī)；網(wǎng)絡(luò)層：使用路由器或第三

2、層交換機(jī)； 高層：使用網(wǎng)關(guān)。高層：使用網(wǎng)關(guān)。5.2 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備 5.2.1 中繼器中繼器中繼器工作于物理層。中繼器工作于物理層。功能是放大信號(hào)，補(bǔ)償信號(hào)衰減，從而增加信號(hào)功能是放大信號(hào)，補(bǔ)償信號(hào)衰減，從而增加信號(hào)傳輸?shù)木嚯x，支持遠(yuǎn)距離的通信。傳輸?shù)木嚯x，支持遠(yuǎn)距離的通信。優(yōu)點(diǎn)：安裝簡(jiǎn)便、使用方便、價(jià)格便宜。優(yōu)點(diǎn)：安裝簡(jiǎn)便、使用方便、價(jià)格便宜。缺點(diǎn)：中繼器只負(fù)責(zé)發(fā)送數(shù)據(jù)，無(wú)法判斷錯(cuò)誤數(shù)缺點(diǎn)：中繼器只負(fù)責(zé)發(fā)送數(shù)據(jù)，無(wú)法判斷錯(cuò)誤數(shù)據(jù)或不適于網(wǎng)段的數(shù)據(jù)。據(jù)或不適于網(wǎng)段的數(shù)據(jù)。5.2.2集線器集線器集線器集線器(HUB)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中連接多個(gè)計(jì)算機(jī)或是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中連接多個(gè)計(jì)算機(jī)或其他設(shè)備的

3、連接設(shè)備。集線器基本上是一個(gè)共享其他設(shè)備的連接設(shè)備。集線器基本上是一個(gè)共享設(shè)備，其實(shí)質(zhì)是一個(gè)中繼器，主要提供信號(hào)放大設(shè)備，其實(shí)質(zhì)是一個(gè)中繼器，主要提供信號(hào)放大和中轉(zhuǎn)的功能，它把一個(gè)端口接收的全部信號(hào)向和中轉(zhuǎn)的功能，它把一個(gè)端口接收的全部信號(hào)向所有端口分發(fā)出去。一些集線器在分發(fā)之前將弱所有端口分發(fā)出去。一些集線器在分發(fā)之前將弱信號(hào)加強(qiáng)后重新發(fā)出，一些集線器則排列信號(hào)的信號(hào)加強(qiáng)后重新發(fā)出，一些集線器則排列信號(hào)的時(shí)序以提供所有端口間的同步數(shù)據(jù)通信。下圖是時(shí)序以提供所有端口間的同步數(shù)據(jù)通信。下圖是一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)的一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)的24口集線器。口集線器。n集線器的分類集線器的分類 集線器有多種類型，各個(gè)種類具有特定

4、的功能、提集線器有多種類型，各個(gè)種類具有特定的功能、提供不同等級(jí)的服務(wù)。供不同等級(jí)的服務(wù)。 按總線帶寬的不同，集線器分為按總線帶寬的不同，集線器分為10M、100M和和10M/100M自適應(yīng)三種；自適應(yīng)三種； 按配置形式的不同可分為獨(dú)立型、模塊化和堆疊式按配置形式的不同可分為獨(dú)立型、模塊化和堆疊式三種；三種； 按端口數(shù)目的不同主要有按端口數(shù)目的不同主要有8口、口、16口、口、24口和口和32口口幾種幾種.網(wǎng)橋工作在網(wǎng)橋工作在OSIOSI模型中數(shù)據(jù)鏈路層的模型中數(shù)據(jù)鏈路層的MACMAC子層。子層。網(wǎng)橋主要具有如下功能：網(wǎng)橋主要具有如下功能：(1) (1) 物理上擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)物理上擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)一個(gè)網(wǎng)橋可以

5、連接多個(gè)網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)又可以使用多一個(gè)網(wǎng)橋可以連接多個(gè)網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)又可以使用多個(gè)網(wǎng)橋與其他網(wǎng)絡(luò)互連。個(gè)網(wǎng)橋與其他網(wǎng)絡(luò)互連。(2) (2) 數(shù)據(jù)過(guò)濾功能數(shù)據(jù)過(guò)濾功能在網(wǎng)橋中，要維持一個(gè)交換表，該表給出關(guān)于網(wǎng)橋不同接在網(wǎng)橋中，要維持一個(gè)交換表，該表給出關(guān)于網(wǎng)橋不同接口所連主機(jī)的口所連主機(jī)的MAC MAC 地址信息。網(wǎng)橋根據(jù)數(shù)據(jù)幀中的目的地址地址信息。網(wǎng)橋根據(jù)數(shù)據(jù)幀中的目的地址判斷是否轉(zhuǎn)發(fā)該幀。也就是說(shuō)，網(wǎng)橋具有基于第二層地址進(jìn)判斷是否轉(zhuǎn)發(fā)該幀。也就是說(shuō)，網(wǎng)橋具有基于第二層地址進(jìn)行幀過(guò)濾的功能。行幀過(guò)濾的功能。 5.2.3 網(wǎng)橋網(wǎng)橋 (3)(3) 邏輯劃分網(wǎng)絡(luò)的功能邏輯劃分網(wǎng)絡(luò)的功能通過(guò)對(duì)

6、幀的過(guò)濾，網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)了物理網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部通信的相互隔通過(guò)對(duì)幀的過(guò)濾，網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)了物理網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部通信的相互隔離，源和目標(biāo)在同一物理網(wǎng)段中的數(shù)據(jù)幀由于網(wǎng)橋的數(shù)據(jù)過(guò)離，源和目標(biāo)在同一物理網(wǎng)段中的數(shù)據(jù)幀由于網(wǎng)橋的數(shù)據(jù)過(guò)濾作用是不會(huì)被轉(zhuǎn)發(fā)或滲透到其他網(wǎng)段中的。濾作用是不會(huì)被轉(zhuǎn)發(fā)或滲透到其他網(wǎng)段中的。(4) (4) 數(shù)據(jù)推進(jìn)功能數(shù)據(jù)推進(jìn)功能網(wǎng)橋根據(jù)數(shù)據(jù)過(guò)濾的結(jié)果實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)幀的轉(zhuǎn)發(fā)。網(wǎng)橋根據(jù)數(shù)據(jù)過(guò)濾的結(jié)果實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)幀的轉(zhuǎn)發(fā)。(5) (5) 幀格式轉(zhuǎn)換功能幀格式轉(zhuǎn)換功能當(dāng)數(shù)據(jù)幀通過(guò)網(wǎng)橋到達(dá)另一個(gè)執(zhí)行不同局域網(wǎng)協(xié)議的當(dāng)數(shù)據(jù)幀通過(guò)網(wǎng)橋到達(dá)另一個(gè)執(zhí)行不同局域網(wǎng)協(xié)議的LAN LAN 時(shí)，網(wǎng)橋還能夠?qū)袷竭M(jìn)行轉(zhuǎn)換處理。時(shí)，網(wǎng)橋還能夠

7、對(duì)幀格式進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理。網(wǎng)橋的幀轉(zhuǎn)發(fā)原理網(wǎng)橋的幀轉(zhuǎn)發(fā)原理 5.2.4 5.2.4 交換機(jī)交換機(jī)n交換機(jī)的主要功能包括物理編址、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、交換機(jī)的主要功能包括物理編址、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、錯(cuò)誤校驗(yàn)、幀序列以及流量控制。另外，交換機(jī)還具錯(cuò)誤校驗(yàn)、幀序列以及流量控制。另外，交換機(jī)還具備對(duì)虛擬局域網(wǎng)備對(duì)虛擬局域網(wǎng)(VLAN)的支持、對(duì)鏈路匯聚的支持，的支持、對(duì)鏈路匯聚的支持，甚至有的還具有防火墻的功能。如圖所示為交換機(jī)的甚至有的還具有防火墻的功能。如圖所示為交換機(jī)的外觀示意圖。外觀示意圖。交換機(jī)外觀示意圖1. 交換機(jī)的作用交換機(jī)的作用 端口帶寬的獨(dú)享端口帶寬的獨(dú)享集線器不管有多少個(gè)端口，所有端口都是共享一

8、條帶寬，集線器不管有多少個(gè)端口，所有端口都是共享一條帶寬，在同一時(shí)刻只能有二個(gè)端口傳送數(shù)據(jù)，其他端口只能等待。而在同一時(shí)刻只能有二個(gè)端口傳送數(shù)據(jù)，其他端口只能等待。而交換機(jī)最顯著的特點(diǎn)在于端口帶寬的獨(dú)享。在同一時(shí)刻可進(jìn)行交換機(jī)最顯著的特點(diǎn)在于端口帶寬的獨(dú)享。在同一時(shí)刻可進(jìn)行多個(gè)端口對(duì)之間的數(shù)據(jù)傳輸。每一端口都是一個(gè)獨(dú)立的沖突域多個(gè)端口對(duì)之間的數(shù)據(jù)傳輸。每一端口都是一個(gè)獨(dú)立的沖突域，連接在其上的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備獨(dú)自享有全部的帶寬，無(wú)須同其他設(shè)，連接在其上的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備獨(dú)自享有全部的帶寬，無(wú)須同其他設(shè)備競(jìng)爭(zhēng)使用。備競(jìng)爭(zhēng)使用。 識(shí)別識(shí)別MAC地址，并完成封裝轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包地址，并完成封裝轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包交換機(jī)可以識(shí)別交換

9、機(jī)可以識(shí)別MAC地址，并把其存放在內(nèi)部地址表中，通過(guò)地址，并把其存放在內(nèi)部地址表中，通過(guò)在數(shù)據(jù)幀的始發(fā)者和目標(biāo)接收者之間建立臨時(shí)的交換路徑，使數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)幀的始發(fā)者和目標(biāo)接收者之間建立臨時(shí)的交換路徑，使數(shù)據(jù)幀直接由源地址到達(dá)目的地址。幀直接由源地址到達(dá)目的地址。 網(wǎng)絡(luò)分段網(wǎng)絡(luò)分段使用帶使用帶VLAN功能的交換機(jī)可以把網(wǎng)絡(luò)功能的交換機(jī)可以把網(wǎng)絡(luò)“分段分段”，通過(guò)，通過(guò)對(duì)照地址表，交換機(jī)只允許必要的網(wǎng)絡(luò)流量通過(guò)交換機(jī)。通對(duì)照地址表，交換機(jī)只允許必要的網(wǎng)絡(luò)流量通過(guò)交換機(jī)。通過(guò)交換機(jī)的過(guò)濾和轉(zhuǎn)發(fā)，分割通信量，使前往給定網(wǎng)段的某過(guò)交換機(jī)的過(guò)濾和轉(zhuǎn)發(fā)，分割通信量，使前往給定網(wǎng)段的某主機(jī)的數(shù)據(jù)包不至于傳播到另

10、一個(gè)網(wǎng)段上。這樣可以有效的主機(jī)的數(shù)據(jù)包不至于傳播到另一個(gè)網(wǎng)段上。這樣可以有效的隔離廣播風(fēng)暴，減少誤包和錯(cuò)包的出現(xiàn)，避免共享沖突。隔離廣播風(fēng)暴，減少誤包和錯(cuò)包的出現(xiàn)，避免共享沖突。 交換機(jī)的交換方式：交換機(jī)的交換方式：n直通式、存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)、準(zhǔn)直通轉(zhuǎn)發(fā)、智能交換模式直通式、存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)、準(zhǔn)直通轉(zhuǎn)發(fā)、智能交換模式5.2.5 三層交換機(jī)三層交換機(jī)n三層交換機(jī)除了具有二層交換機(jī)的功能外，還具三層交換機(jī)除了具有二層交換機(jī)的功能外，還具有路由的功能。有路由的功能。n三層交換機(jī)實(shí)際上好像是將二層交換機(jī)與傳統(tǒng)路三層交換機(jī)實(shí)際上好像是將二層交換機(jī)與傳統(tǒng)路由器結(jié)合起來(lái)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。其中的路由系統(tǒng)會(huì)自由器結(jié)合起來(lái)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

11、其中的路由系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)MAC地址與地址與IP地址的映射表。地址的映射表。n三層交換機(jī)的特點(diǎn)：三層交換機(jī)的特點(diǎn)：有機(jī)的軟硬件結(jié)合使得數(shù)據(jù)交換加速；有機(jī)的軟硬件結(jié)合使得數(shù)據(jù)交換加速；優(yōu)化的路由軟件使得路由過(guò)程效率提高；優(yōu)化的路由軟件使得路由過(guò)程效率提高；除了必要的路由決定過(guò)程外，大部分?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)除了必要的路由決定過(guò)程外，大部分?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程由二層交換處理；程由二層交換處理；多個(gè)子網(wǎng)互聯(lián)時(shí)只是與三層交換模塊邏輯連接，多個(gè)子網(wǎng)互聯(lián)時(shí)只是與三層交換模塊邏輯連接，不像傳統(tǒng)的外接路由器那樣需要增加端口，節(jié)省不像傳統(tǒng)的外接路由器那樣需要增加端口，節(jié)省了用戶的投資。了用戶的投資。5.2.6 5.2

12、.6 路由器路由器1. 路由器的作用路由器的作用一般說(shuō)來(lái)，異種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與多個(gè)子網(wǎng)互聯(lián)都應(yīng)采用路一般說(shuō)來(lái)，異種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與多個(gè)子網(wǎng)互聯(lián)都應(yīng)采用路由器來(lái)完成。路由器是廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)連接時(shí)必不可少的由器來(lái)完成。路由器是廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)連接時(shí)必不可少的互連設(shè)備，它將數(shù)據(jù)分組互連設(shè)備，它將數(shù)據(jù)分組“封裝封裝”到含有路由和傳送信息到含有路由和傳送信息的數(shù)據(jù)包中，在公共數(shù)據(jù)網(wǎng)中傳送。的數(shù)據(jù)包中，在公共數(shù)據(jù)網(wǎng)中傳送。2. 路由器分類路由器分類我們可以從不同的角度對(duì)路由器進(jìn)行不同的分類。例如：我們可以從不同的角度對(duì)路由器進(jìn)行不同的分類。例如：從支持網(wǎng)絡(luò)協(xié)議能力的角度，我們可以將路由器分為單協(xié)議路從支持網(wǎng)絡(luò)協(xié)議能力的

13、角度，我們可以將路由器分為單協(xié)議路由器和多協(xié)議路由器。從工作位置來(lái)分，可以將其分為訪問(wèn)路由器和多協(xié)議路由器。從工作位置來(lái)分，可以將其分為訪問(wèn)路由器和邊界路由器。從連接規(guī)模和能力考慮，又可以將其分為由器和邊界路由器。從連接規(guī)模和能力考慮，又可以將其分為區(qū)域路由器、企業(yè)路由器、園區(qū)路由器等，它們分別用于構(gòu)建區(qū)域路由器、企業(yè)路由器、園區(qū)路由器等，它們分別用于構(gòu)建不同規(guī)模的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。不同規(guī)模的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線路由器無(wú)線路由器無(wú)線路由介紹無(wú)線路由介紹nTD-W8910Gn產(chǎn)品規(guī)格產(chǎn)品規(guī)格n支持的協(xié)議支持的協(xié)議 : IEEE 802.11g、IEEE 802.11b n端口端口: 4個(gè)個(gè)10/100M自適應(yīng)

14、自適應(yīng)RJ45端口端口 。n頻率范圍：頻率范圍：2.42.4835GHzn傳輸速率：傳輸速率：11g：54/48/36/24/18/12/9/6M（自適應(yīng)（自適應(yīng)）n11b：11/5.5/2/1M（自適應(yīng)）（自適應(yīng)）n傳輸距離：室內(nèi)最遠(yuǎn)傳輸距離：室內(nèi)最遠(yuǎn)200米，室外最遠(yuǎn)米，室外最遠(yuǎn)830米（因環(huán)米（因環(huán)境而異）境而異） 價(jià)格：價(jià)格：310元元n路由器的特點(diǎn)路由器的特點(diǎn)p路由器可以互聯(lián)不同的路由器可以互聯(lián)不同的MAC協(xié)議、不同傳輸介質(zhì)協(xié)議、不同傳輸介質(zhì)、不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和不同傳輸速率的異種網(wǎng)，具有、不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和不同傳輸速率的異種網(wǎng)，具有很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)能力；很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)能力；p工作在網(wǎng)絡(luò)層；工作

15、在網(wǎng)絡(luò)層；p具有流量控制、擁塞控制功能；具有流量控制、擁塞控制功能；p對(duì)大型網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分段的功能。對(duì)大型網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分段的功能。5.2.7 5.2.7 網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)n網(wǎng)關(guān)又稱為協(xié)議轉(zhuǎn)換器，作用在傳輸層及以上層網(wǎng)關(guān)又稱為協(xié)議轉(zhuǎn)換器，作用在傳輸層及以上層次。實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。次。實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。n網(wǎng)關(guān)分為：協(xié)議網(wǎng)關(guān)，應(yīng)用網(wǎng)關(guān)，安全網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)分為：協(xié)議網(wǎng)關(guān)，應(yīng)用網(wǎng)關(guān)，安全網(wǎng)關(guān)。n協(xié)議網(wǎng)關(guān)常用于使用不同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)間的協(xié)協(xié)議網(wǎng)關(guān)常用于使用不同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)間的協(xié)議轉(zhuǎn)換議轉(zhuǎn)換n協(xié)議轉(zhuǎn)換可發(fā)生于協(xié)議轉(zhuǎn)換可發(fā)生于OSI的第二層、第三層和的第二層、第三層和該兩層之間該兩層之間（1）協(xié)議網(wǎng)關(guān)）協(xié)議網(wǎng)關(guān)IP

16、V4 LAN1IPV4 LAN2IPV6 WANG1G2vLAN1的的IPV4分組經(jīng)分組經(jīng)G1封裝轉(zhuǎn)換成封裝轉(zhuǎn)換成IPV6分組分組vWAN的的IPV6分組經(jīng)分組經(jīng)G2拆封還原成拆封還原成IPV4分組傳送分組傳送到到LAN2v協(xié)議轉(zhuǎn)換即數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換協(xié)議轉(zhuǎn)換即數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換協(xié)議網(wǎng)關(guān)舉例協(xié)議網(wǎng)關(guān)舉例（2）應(yīng)用網(wǎng)關(guān)）應(yīng)用網(wǎng)關(guān) 應(yīng)用網(wǎng)關(guān)是在兩種不同格式間翻譯數(shù)據(jù)的系統(tǒng)；應(yīng)用網(wǎng)關(guān)是在兩種不同格式間翻譯數(shù)據(jù)的系統(tǒng)； 應(yīng)用網(wǎng)關(guān)充當(dāng)連接不相容的源和目的的中間點(diǎn)；應(yīng)用網(wǎng)關(guān)充當(dāng)連接不相容的源和目的的中間點(diǎn)； 例如兩個(gè)物理網(wǎng)的電子郵件格式不同，郵件專用例如兩個(gè)物理網(wǎng)的電子郵件格式不同，郵件專用網(wǎng)關(guān)能使雙方都清楚從對(duì)方傳遞過(guò)來(lái)的電子郵件網(wǎng)關(guān)能使雙方都清楚從對(duì)方傳遞過(guò)來(lái)的電子郵件的控制信息。的控制信息。（3）安全網(wǎng)關(guān)）安全網(wǎng)關(guān) 這里的安全是指防止這里的安全是指防止“黑客黑客”的訪問(wèn)，以免網(wǎng)的訪問(wèn)，以免網(wǎng)絡(luò)資源被泄密甚至被損害。安全網(wǎng)關(guān)包括分組過(guò)絡(luò)資源被泄密甚至被損害。安全網(wǎng)關(guān)包括分組過(guò)濾器、電路網(wǎng)關(guān)和應(yīng)用網(wǎng)關(guān)：濾器、電路網(wǎng)關(guān)和應(yīng)用網(wǎng)關(guān)：u分組過(guò)濾器是安全映射最基本的形式，由軟件對(duì)每個(gè)分組進(jìn)行合分組過(guò)